CN110550163A - 一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统，包括装载计算机、吃水计量系统、液舱内液位计测系统、控制器与压载水泵。利用液位传感器测量船舶首尾的吃水，并输入到装载计算机系统内。装载计算机根据最优纵倾计算出调整压载的方案，然后通过控制器控制压载泵调整压载水，直到达到最优纵倾。该系统可以实现自动调节压载，达到最优化的纵倾，从而降低船舶航行时的油耗。

Description

一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统

技术领域

本发明涉及自动化船舶技术领域，具体为一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统。

背景技术

船舶的排水量一定时，如果改变纵倾(船舶首尾的吃水差)，船舶航行的阻力和燃油消耗会发生变化。在不同吃水情况下，不同航速均有一个明确的最佳纵倾浮态与其对应，使船舶的油耗最低。船舶在出港时虽然可以采取最佳纵倾浮态，但在长途航程中，燃油的消耗或燃油从前舱传输至后舱时，会影响船舶的纵倾，因此船舶并不总是在最佳纵倾浮态下航行，船舶能效水平也不一定是最佳的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统,包括装载计算机、吃水计量系统、液位计测系统、控制器和压载水泵，所述吃水计量系统包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器分别安装在船首尾，用于测量船首尾的吃水；

所述液位计测系统包括第一液位传感器和第二液位传感器，在船体首部压载舱和尾部压载舱内分别布置有第一液位传感器和第二液位传感器；所述吃水计量系统和液位计测系统的传感器测量的信息传输到装载计算机。

优选的，所述装载计算机包括显示器，所述显示器实时显示船舶首尾吃水和各压载舱的液位数据，所述装载计算机内置有船舶纵倾性能数据库。

优选的，所述控制器包括处理板和控制板，所述处理板与控制板相连。

优选的，所述控制板与压载水泵相连。

优选的，所述处理板与吃水计量系统及液位计测系统的传感器相连。

一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统的调节方法，包括以下步骤：

步骤1)建立将纵倾性能数据库；

步骤2)输入货舱装货情况和预定的航行速度；

步骤3)计算机自动输出最小纵倾及压载方案；

步骤4)计算机自动发出打开压载管路的阀门和启动压载水泵的信号；

步骤5)控制器的处理板收到信号后，开启压载舱管路的阀门，并启动压载水泵；

步骤6)压载舱内的液位传感器将液位信号传输到装载计算机内；

步骤7)装载计算机发出关闭压载管路的阀门和关闭压载水泵的信号；

步骤8)控制器的处理板收到信号后，关闭压载舱管路的阀门和压载水泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用液位传感器测量船舶首尾的吃水，并输入到装载计算机系统内。装载计算机根据最优纵倾计算出调整压载的方案，然后通过控制器控制压载泵调整压载水，直到达到最优纵倾。该系统可以实现自动调节压载，达到最优化的纵倾，从而降低船舶航行时的油耗。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统,包括装载计算机1、吃水计量系统2、液位计测系统3、控制器4和压载水泵5，所述吃水计量系统2包括第一传感器21和第二传感器22，所述第一传感器21和第二传感器22分别安装在船首尾，用于测量船首尾的吃水；

所述液位计测系统3包括第一液位传感器31和第二液位传感器32，在船体首部压载舱6和尾部压载舱7内分别布置有第一液位传感器31和第二液位传感器32；所述吃水计量系统2和液位计测系统31的传感器测量的电流信号通过电缆传输到装载计算机。

本发明中，装载计算机包括显示器，所述显示器实时显示船舶首尾吃水和各压载舱的液位数据，所述装载计算机内置有船舶纵倾性能数据库。船舶纵倾性能数据库，可通过流体力学仿真计算或船模在水池中的试验结果获得。船员在装载计算机内输入货舱装货情况和预定的航行速度，装载计算机内显示装载的吃水，根据内置的船舶纵倾性能数据库给出主机功率最小的纵倾，以及首尾压载舱的压载量。

本发明中，控制器4包括处理板和控制板，所述处理板与控制板相连，所述处理板与吃水计量系统及液位计测系统的传感器相连，控制板与压载水泵5相连。

一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统的调节方法，包括以下步骤：

步骤1)建立将纵倾性能数据库；

步骤2)输入货舱装货情况和预定的航行速度；

步骤3)计算机自动输出最小纵倾及压载方案；

步骤4)计算机自动发出打开压载管路的阀门和启动压载水泵的信号；

步骤5)控制器的处理板收到信号后，开启压载舱管路的阀门，并启动压载水泵；

步骤6)压载舱内的液位传感器将液位信号传输到装载计算机内；

步骤7)装载计算机发出关闭压载管路的阀门和关闭压载水泵的信号；

步骤8)控制器的处理板收到信号后，关闭压载舱管路的阀门和压载水泵。

工作原理：船舶的排水量一定时，如果改变纵倾(船舶首尾的吃水差)，船舶航行的阻力和燃油消耗会发生变化。在不同吃水情况下，不同航速均有一个明确的最佳纵倾浮态与其对应，船舶在最佳纵倾下航行阻力最低，能够节省大量的燃料。通过流体力学仿真计算和船模在水池中的试验结果，计算船舶在航行中各吃水对应的不同纵倾下的阻力，以及各吃水和纵倾下的主机功率，构建船舶纵倾性能数据库。船舶纵倾性能数据库内置在装载计算机内。船员在装载计算机内输入货舱装货情况和预定的航行速度，装载计算机内显示装载的吃水，根据内置的船舶纵倾性能数据库给出主机功率最小的纵倾，以及首尾压载舱的压载量。装载计算机发出打开压载管路的阀门和启动压载水泵的信号，控制器的处理板收到信号后，开启压载舱管路的阀门，并启动压载水泵。压载舱内的液位传感器将液位信号传输到装载计算机内，装载计算机判断压载舱内的液位和压载水量是否到达预定值，如果达到预定值，装载计算机发出关闭压载管路的阀门和关闭压载水泵的信号，控制器的处理板收到信号后，关闭压载舱管路的阀门和压载水泵。

综上所述，本发明利用液位传感器测量船舶首尾的吃水，并输入到装载计算机系统内。装载计算机根据最优纵倾计算出调整压载的方案，然后通过控制器控制压载泵调整压载水，直到达到最优纵倾。该系统可以实现自动调节压载，达到最优化的纵倾，从而降低船舶航行时的油耗。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统,其特征在于：包括装载计算机(1)、吃水计量系统(2)、液位计测系统(3)、控制器(4)和压载水泵(5)，所述吃水计量系统(2)包括第一传感器(21)和第二传感器(22)，所述第一传感器(21)和第二传感器(22)分别安装在船首尾，用于测量船首尾的吃水；

所述液位计测系统(3)包括第一液位传感器(31)和第二液位传感器(32)，在船体首部压载舱(6)和尾部压载舱(7)内分别布置有第一液位传感器(31)和第二液位传感器(32)；所述吃水计量系统(2)和液位计测系统(3)的传感器测量的信息传输到装载计算机。

2.根据权利要求1所述的一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统，其特征在于：所述装载计算机(1)包括显示器，所述显示器实时显示船舶首尾吃水和各压载舱的液位数据，所述装载计算机内置有船舶纵倾性能数据库。

3.根据权利要求1所述的一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统，其特征在于：所述控制器(4)包括处理板和控制板，所述处理板与控制板相连。

4.根据权利要求3所述的一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统，其特征在于：所述控制板与压载水泵(5)相连。

5.根据权利要求3所述的一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统，其特征在于：所述处理板与吃水计量系统及液位计测系统的传感器相连。

6.一种基于最优纵倾的自动调节船舶纵倾系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)建立将纵倾性能数据库；

步骤2)输入货舱装货情况和预定的航行速度；

步骤3)计算机自动输出最小纵倾及压载方案；

步骤4)计算机自动发出打开压载管路的阀门和启动压载水泵的信号；

步骤5)控制器的处理板收到信号后，开启压载舱管路的阀门，并启动压载水泵；

步骤6)压载舱内的液位传感器将液位信号传输到装载计算机内；

步骤7)装载计算机发出关闭压载管路的阀门和关闭压载水泵的信号；

步骤8)控制器的处理板收到信号后，关闭压载舱管路的阀门和压载水泵。